分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法技术

本发明专利技术涉及一种分簇路由协议下无线传感网络(WSN)恶意程序传播防控方法，主要思路为：按传染病理论将节点划分为易感、染病、免疫、死亡四种节点，节点状态存在随时间的相互转化；其中对簇头和下属节点的感染过程进行区分，并引入Holling

Modeling and prevention of malicious program propagation in WSN based on Cluster Routing Protocol

【技术实现步骤摘要】
分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法


[0001]本专利技术属于通信网络
，尤其涉及一种基于改进的K
‑
M模型的分簇路由协议下WSN恶意程序传播的防控方法。

技术介绍

[0002]无线传感器网络简称WSN，其网络末梢可自动探查、感知分布于外部世界的各类物理量。由于其造价便宜、部署方便，目前已经在农业、军事、工业制造等众多领域中得到了应用。在WSN网络系统中，传感器的信息通信方式主要以无线的方式进行，导致了传感器没有固定的拓扑结构，恶意程序在其中的传播破坏力强且不易被阻挡。
[0003]计算机病毒的广义定义是：“凡是能复制自己来
‘
感染
’
目标系统，引起计算机和网络故障，破坏计算机数据的程序统称为计算机病毒。”在本文中，我们认为，恶意程序即恶意代码(malicious code)，是广义上的计算机病毒。
[0004]本专利技术中传感器采用了分簇路由协议，在此类协议下恶意程序传播与在平面路由协议下具有明显不同点。平面路由下各个传感器节点彼此等价，传播过程也较为稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、对分簇路由协议的传感网络中每种类型节点传染病毒效力进行建模，引入Holling
‑Ⅱ
函数刻画传染的饱和性；第二步、引入Kermark
‑
Mckendrick模型刻画节点间的状态变化，并且改进K
‑
M模型具体应用到簇头与簇节点的传染关系中；建立状态转化方程组；第三步、建立关于染病节点占比与防控病毒传播成本的优化目标函数，求解最优化问题；第四步、建立免疫时效性函数刻画补丁失效情况，进行数值仿真，刻画防控随时间的效果图。2.根据权利要求1所述的分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法，其特征在于，适用于分簇路由协议中，即第二步具体如下：(1)N为传感器总数，n为簇头个数，易感状态节点S中簇头以转化量转化为染病状态簇头I1，该过程转化率设为λ1，转化量的形式为Holling
‑Ⅱ
函数形式，以描述其感染饱和性，其中m为参数；易感状态节点S中下属节点以转化量转化为染病状态下属节点I2，该过程转化率设为λ2；部分易感节点S被免疫，免疫的节点数占所有易感节点比例为a(t)，即有a(t)的易感节点S转化为R类节点，其中a是时间的函数，Λ，λ为常数；(2)部分染病状态节点I被排查，被排查的节点占所有染病节点的比例为b(t)，即有b(t)比例的I类节点转化为R类节点，其中b是时间的函数；(3)S(t)为t时刻易感节点数，I(t)为t时刻染病节点数，R(t)为t时刻免疫节点数，由上述描述可推出各状态之间的转移方程如下：述描述可推出各状态之间的转移方程如下：即最终有：
3.根据权利要求1所述的分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法，其特征在于，由一阶无线电模型First Order Radio Model确定网络中每个节点的耗能，进而确定节点生死状态。4.根据权利要求1所述的分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法，其特征在于，所述第三步具体为：(1)将免疫率a(t)以及排查率b(t)两个变量进行控制，得到控制集；(2)定义目标函数其中T为任意时刻；(3)以步骤(2)的目标函数和第三步得到的状态转移方程为依据，推导得到哈密顿函数；(4)以步骤(1)得到的控制集为第二约束条件，通过哈密顿函数得出最优的控制变量，使得网络中染病节点最少，抵御恶意程序传播的成本最少。5.根据权利要求1所述的分簇路由协议下WSN恶意程序传播的建模与防控方法，其特征在于，所述分簇路由协议包括Leach分簇协议和PSO
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UFC分簇协议。6.根据权利要求5所述的分簇路由协议下WSN恶意程序传播的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑逸凡，雷德梁，徐锋庆，张丽萍，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：